(57)【要約】      （修正有）【課題】ドアや窓、さらには配線口など開口部が存在する状態においても、空気や光の透過性を持ちながら優れた磁気シールド性能を有する磁気シールド技術を提供する。【解決手段】軟磁性体で構成された磁性体フレームが、開口部を迂回して閉じた磁気回路を構成する磁気シールド構造を基本としている。開口部を迂回することによって、開口部があっても良好な磁気シールド性能を維持する。また構造を構成する壁内では、板状磁性体がその法線方向を壁面の法線方向と垂直としながら磁性体フレームを形成し、その磁性体フレームが開口部を迂回しつつ、閉じた磁気回路を形成する。板状磁性体が壁面と垂直であることによって、磁性体フレーム間に空間を設けることができ、光や空気を透過できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉じた磁気回路を構成する複数の軟磁性体フレームが対象の空間を包囲する磁気シールド構造を構成する磁気シールド壁に開口部を設ける場合に、前記軟磁性体フレームが開口部を壁面内で迂回して閉じた磁気回路を構成することを特徴とする磁気シールド壁。
【請求項２】
磁気シールド壁に内包される軟磁性体フレームを構成する板状磁性体の法線方向を壁面の法線方向と直角に設置し、かつ板状磁性体の長さ方向端部は、長さ方向に隣接する他の板状磁性体と接合され、前記接合された板状磁性体の集合体は開口部を迂回するように設置されていることを特徴とする請求項１記載の磁気シールド壁。
【請求項３】
前記接合が板状磁性体の板厚方向に重ね合わせてなされていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気シールド壁。
【請求項４】
前記接合が板状磁性体の端面を突き合わせてなされていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気シールド壁。
【請求項５】
開口部内に、前記壁内の板状磁性体と接合されていない磁性体が設置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の磁気シールド壁。
【請求項６】
開口部内の磁性体が、法線方向を壁の法線方向と直角に設置された板状磁性体であることを特徴とする請求項５に記載の磁気シールド壁。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかの項に記載のシールド壁を少なくとも１つ含む磁気シールドルーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ノイズを遮断して、ある空間を磁気的に清浄な状態に保つことを目的とした、強磁性体を用いた磁気シールド技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
透磁率の高い磁性体を用いた磁気シールド技術は一般的な技術である。その構成は、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されているように、板状の磁性体で対象の空間を囲むことが基本となっており、磁性体を複合化することや、板の接合部分からの漏洩をカバーなどで防止することによって、シールド性能の向上を図っている。
【０００３】
その際、板状磁性体の面は、磁気シールドルームの壁面と平行となっている。上述の特許文献１および特許文献２に開示された方法では、材料特性から期待される様なシールド性能がなかなか得られず、また、空間を磁性体で密閉する構造となるため、空気や光の透過性がないという問題点があった。
【０００４】
特許文献３には板状磁性体を板厚方向に間隔を設けて設置し、空気や光を透過させることのできるシールド体が開示されている。特許文献４には同様に空気や光を透過させるシールド構造が開示されている。特許文献３および特許文献４では、前述したように空気や光を透過させるシールド体の記述があるが、磁性体端部同士の接合や閉じた磁気回路を形成するという思想はなく、特許文献３および特許文献４に開示された技術だけで優れたシールド性能を得るには不十分である。
【０００５】
特許文献５には、磁気シールド装置の開口部に、電磁鋼板で閉磁路を形成した構造を設置することが開示されているが、シールド壁面と板状磁性体の面は平行であり、空気や光を透過させることのできる構造には至らない。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３２７２６３号公報
【特許文献２】特開平７−２７３４８４号公報
【特許文献３】特開平８−２８８６８８号公報
【特許文献４】特開２００２−１６４６８６号公報
【特許文献５】特開平８−２６４３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、空気や光の透過性を持ちながら優れた磁気シールド性能をもつ磁気シールド技術を提供することを目的として、単数または複数の板状磁性体からなる複数個の磁性体要素を、長手方向の端部を接近させて、磁気回路として閉じた磁性体フレームを形成し、その磁性体フレームを板状磁性体板厚方向に間隔をおいて複数配置する方法をすでに提案している（特願2003-72119）。
【０００８】
上述した本発明者らが提案した技術に関しても、実際のシールド構造を考慮した場合には、完成した技術とするにはそれだけでは不十分な点がある。実際のシールドルームやシールド構造には、ドアや窓、さらには配線口など開口部が存在し、そこからの磁束漏洩は全体の磁気シールド性能を劣化させるからである。これら開口部が存在しても、優れた磁気シールド性能を付与することが必要である。
【０００９】
本発明は、上記のような開口部が存在する状態においても、空気や光の透過性を持ちながら優れた磁気シールド性能を有する磁気シールド技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、板状磁性体からなる磁性体フレームが、開口部を迂回しながらも閉じた磁気回路を形成しさえすれば優れた磁気シールド性能を有することを見出し、これを有効に活用することで、開口部がある磁気シールド構造においても優れた磁気シールド性能を達成することができた。
【００１１】
磁性体フレームが開口部を迂回しながらも閉じた磁気回路を形成しさえすれば優れた磁気シールド性能を有することについては、以下の実験から見出すに至った。図１に試験に供したシールド体の構成について示す。圧延方向を長さ方向に揃えた幅25mm、長さ300mmの方向性電磁鋼板4枚で、図１（ａ）平面図に示すようなフレームを作製し、このフレーム6段を同側面図のように30mm間隔で重ねて基本の磁気シールド体とした。さらに開口部を模擬するため図１（ｂ）のような、中間の4段についてフレームの1辺で80mmの隙間が開いているシールド体を作製した。図中矢印の方向にシールド体外部からヘルムホルツコイルを用いて磁場を印加し、シールド体内部の中央部で磁場を測定した。図１（ｂ）に示すように、開口部があることによって中央部での磁場が大きくなっており、シールド性能が劣化していることが分かる。200μTの磁場印加で、図１（ａ）の基本シールド体内の磁場は約30μTに減衰されるが、開口部のある図１（ｂ）では約40μTである。次に、開口部がありながらも優れた磁気シールド性能を得るためには、フレームの磁気回路を閉じることによってなされるとの推察のもと、図１（ｃ）に示すシールド体を試験に供した。すなわち、短冊状の方向性電磁鋼板を長手方向4箇所で90°曲げを行い鍋蓋状の部材を作製し、開口部を迂回するように配置し、これによって閉じた磁気回路をとなったフレームを4段設けシールド体とした。このときのシールド性能を図2に示すが、中央部の磁場は、基準の図１（ａ）とほとんど同じであった。200μTの磁場印加で約30μTである。
【００１２】
以上から、磁性体フレームが開口部を迂回しながらも閉じた磁気回路を形成しさえすれば優れた磁気シールド性能を有することが分かった。本発明はこのような構造を実現するための磁気シールド壁であり、その壁を含む磁気シールド構造である。
【００１３】
本発明を要約すれば下記の通りである。
（１）  閉じた磁気回路を構成する複数の軟磁性体フレームが対象の空間を包囲する磁気シールド構造を構成する磁気シールド壁に開口部を設ける場合に、前記軟磁性体フレームが開口部を壁面内で迂回して閉じた磁気回路を構成することを特徴とする磁気シールド壁。
（２）  磁気シールド壁に内包される軟磁性体フレームを構成する板状磁性体の法線方向を壁面の法線方向と直角に設置し、かつ板状磁性体の長さ方向端部は、長さ方向に隣接する他の板状磁性体と接合され、前記接合された板状磁性体の集合体は開口部を迂回するように設置されていることを特徴とする（１）の磁気シールド壁。
（３）  前記接合が板状磁性体の板厚方向に重ね合わせてなされていることを特徴とする（１）または（２）記載の磁気シールド壁。
（４）  前記接合が板状磁性体の端面を突き合わせてなされていることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気シールド壁。
（５）  開口部内に、前記壁内の板状磁性体と接合されていない磁性体が設置されていることを特徴とする（２）〜（４）のいずれかの項に記載の磁気シールド壁。
（６）  開口部内の磁性体が、法線方向を壁の法線方向と直角に設置された板状磁性体であることを特徴とする（５）に記載の磁気シールド壁。
（７）  （２）〜（６）のいずれかの項に記載のシールド壁を少なくとも１つ含む磁気シールドルーム。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、磁気ノイズを遮断して、空間を磁気的に清浄な状態に維持できる磁気シールド壁および磁気シールドルームを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、軟磁性体で構成された磁性体フレームが閉じた磁気回路を構成し複数の磁性体フレームが対象の空間を包囲する磁気シールド構造について、その構造をなす磁気シールド壁である。磁性体フレームを、間隔をおいて設置することによって、その空隙を空気や光が透過することができる。その磁気シールド構造に開口部が存在する場合、磁性体フレームが開口部を迂回して閉じた磁気回路を構成すれば、開口部が存在しても磁気シールド性能を損なうことがないのは、先に説明したとおりである。壁内ではすべての板状磁性体もしくは面内曲げ加工を受けた板状磁性体は法線方向を壁の法線方向と直角に設置されている。このような配置を取ることによって、壁の中でそれら板状磁性体の単体あるいは集合体は、板厚方向に空隙を設けることができる。壁内にできたその空隙を空気や光が透過することができる。
【００１７】
次に、板状磁性体もしくは板状磁性体の積層体の長さ方向端部は、それが壁の端部にある場合を除き、他の板状磁性体あるいは板状磁性体積層体と接合されなくてはならない。磁性体の端部が壁の端部にある場合は、隣にくる壁の磁性体と接合をもちシールド体全体として閉じた磁気回路を形成することに寄与する。一方、壁の内部に磁性体の端部がある場合は、別の磁性体あるいは磁性体の集合体と接合を持ち、壁の内部では連続する磁性体の集合体となっていなくてはならない。図３は本発明による磁気シールド壁の例を示すもので、（ａ）は全体構成図であり、接合の方式は同図拡大図（ｂ）に示す様な板状磁性体を板厚方向に重ね合わせる方式や、拡大図（ｃ）に示すような板状磁性体の端面突合せの方式が可能である。いずれの接合方式でも、接合の間隔は狭いほど好ましい。また、板状磁性体に曲げ加工を施した拡大図（ｄ）に示すような構造も可能である。
【００１８】
上記の連続する磁性体集合体が開口部を迂回することによって、開口部は確保され、ドアや窓、配線口の役割を持つことができる。磁性体が開口部を迂回してもシールド性能が劣化しないことは、先に示した実験結果の通りである。
【００１９】
開口部がドアの場合、ドアに磁性体を配置することによって、より良好な磁気シールド性能を得ることができる。ドア部の磁性体は図４（ａ）に示すように、磁性体の面とドア面を平行にしても良いし、図４（ｂ）のように互いの法線方向を直角として空気や光の透過を可能にしてもよい。
【００２０】
以上のようなシールド壁と、開口部は有しないが基本的な磁性体の配置が前記壁と同様な壁を、３面以上の複数組み合わせて、閉じた磁気回路を内包する磁気シールドルームを構成することができる。空気や光の透過を可能にしながら開口部を有し、かつ、優れた磁気シールド性能をもつ磁気シールドルームを提供することができる。
【００２１】
上記磁気シールド壁、磁気シールドルームの磁性体としては軟磁性材料を用いるが、好適な材料として電磁鋼板を挙げることができる。透磁率が高く安価であるからである。また方向性電磁鋼板を用い、磁性体長手方向に圧延方向を一致させることによって、さらに優れた磁気シールド性能を得ることができる。
【実施例１】
【００２２】
図５に示すようなMRIの磁気シールドルームを模したモデルを作製した。モデルルーム内側のサイズは幅2.8m×長さ3.5m×高さ1.7mであり、ルーム内には電磁石を設置した。ガントリー面に相当する壁D面の内側に5mTの磁場が印加される条件で電磁石を励磁し、部屋の外部に漏洩する磁束密度を測定してルームのシールド性能の評価を行った。シールドモデルルームの基本構成は以下の通りである。50mm幅の電磁鋼板で、内寸2.8m×3.5mの磁性体フレームを構成し垂直方向に150mmピッチで10段重ねた。磁性体フレームを構成する電磁鋼板はA、B、D面では12枚積層、C面では6枚積層とした。さらにC、D面では、垂直方向にも磁性体フレームを150mmピッチで設置した。磁性体フレーム内電磁鋼板はC面6枚積層、D面12積層とした。天井と床ではそれぞれ、方向性電磁鋼板12枚をC面と垂直方向に圧延方向を一致させ全面に貼った。コーナーでの電磁鋼板の接合は、面同士が板厚方向に接合する形式とした。天井、床面での電磁鋼板の接合も、短冊状電磁鋼板の両端を９０°曲げし、面接合を確保した。
【００２３】
A面は図６に示すようなドアを模擬した開口部を設置した。開口部（ドア）周辺の状況を図７に示す。図７（ａ）は本発明例であり、磁性体フレームがドア部を迂回している。ドアの中には壁と接合を持たない電磁鋼板の集合体が150mmピッチで設置されている。ドア内の磁性体と壁内の磁性体の間隔は7ｍｍとした。図７（ｂ）は比較例で、壁内の磁性体フレームはドア部のところで端部を露出している。
【００２４】
以上各例の、ドアの幅中央部表面からの磁場の距離依存性を図８に示す。高さ1ｍ地点の値である。本発明で磁場漏洩が小さいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実験に用いた磁気シールド構造を示す図で、（ａ）は開口部なし基本シールド体、（ｂ）は開口部付きシールド体、（ｃ）は開口部漏洩対策シールド体をそれぞれ示す図。
【図２】各構造の磁気シールド性能を示す図。
【図３】本発明磁気シールド壁の例を示す図で、（ａ）は全体構造を、（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ接合方式の具体的例を示す図。
【図４】（ａ），（ｂ）はドアを含む本発明磁気シールド壁の例を示す図。
【図５】ＭＲＩ磁気シールドモデルルームの平面図を示す図。
【図６】ＭＲＩ磁気シールドモデルルームのＡ面の側面図。
【図７】ＭＲＩ磁気シールドモデルルームドア部周辺の拡大図を示す図で、（ａ）は本発明例を（ｂ）は比較例を示す図。（図６の円に囲われた部分）
【図８】ＭＲＩ磁気シールドモデルルームドア部の漏洩磁束密度を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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